Использование физики для развития волоконно-оптических инноваций

Для некоторых начинающих ученых будущее — это предопределенный путь, прописанный в звездах; для других, похоже, будущее с такой же вероятностью можно найти на оборотной стороне чека из продуктового магазина. Брать Кристин Трембле который в начале 1980-х только что закончил первый курс бакалавриата инженерной физики в Университет Лаваля, Квебек, и все было готово для летней работы в канадском почтовом отделении. Именно тогда она столкнулась с одним из своих лекторов в местном супермаркете.

Узнав о ее планах, будущий консультант Тремблея по вопросам карьеры нацарапал альтернативный вариант на обратной стороне кассового чека, предоставив контактные данные двух профессоров, которым, вероятно, понадобится ассистент-исследователь на летние каникулы. Поддавшись любопытству, Трембле отправился на физический факультет, постучался в несколько дверей и получил трехмесячную стажировку в Лавалевском университете. Центр оптики, фотоники и лазеров (КОПЛ).

Находясь там, она работала над прототипом установки для обнаружения отпечатков пальцев на основе лазера и восстановила довольно жалко выглядящий — на самом деле, полностью разобранный — CO.₂ лазерная система. «Мне понравилось то лето — атмосфера в отделе была потрясающая, — вспоминает Тремблей. «Я был новеньким в городе, работая вместе со всеми этими талантливыми аспирантами, но у меня целеустремленный склад ума, и я стремился учиться у них всех».

Трембле никогда не оглядывался назад. За ее степенью инженерной физики последовала степень магистра интегральной оптики и докторская степень в области оптоэлектроники, после чего она провела 14 лет, накапливая знания в предметной области и применяя ноу-хау в ведущих канадских компаниях, занимающихся оптоволоконными технологиями. К ним относятся ИНО (частный исследовательский центр, специализирующийся на инновациях в области оптики и фотоники для отраслевых партнеров); Nortel (в то время один из крупнейших производителей сетевого оборудования в телекоммуникационной отрасли); ЭКСФО (специализированный поставщик оптоволоконного испытательного и измерительного оборудования); а также Роктест (которая разрабатывает волоконно-оптические датчики и измерительный комплект для геотехнических приложений).

Построение иерархии знаний

Это подробное понимание, основанное на строительных блоках волоконно-оптической сети связи, в частности, лазерных передатчиках, оптических усилителях, коммутаторах, приемниках и волокнах, лежащих в основе передачи данных с высокой пропускной способностью, дало информацию и обогатило последующую академическую исследовательскую карьеру Тремблея в Высшая школа технологий (ÉTS) в Монреале за последние 18 лет. «Когда вы знаете, на что способны оптические компоненты и каковы их ограничения с точки зрения производительности и оптимизации, вы можете разрабатывать реальные решения для сети», — объясняет она.

Для Тремблей одной из главных достопримечательностей сектора оптических коммуникаций является возможность работать с людьми из самых разных областей, например, с инженерами-электриками, физиками, математиками, интеграторами компонентов, учеными-компьютерщиками и, в последнее время, со специалистами по машинному обучению. . Существует также активное сотрудничество между академическими кругами и промышленностью, где основное внимание уделяется работе с группами разработчиков оборудования (а также маркетингу и развитию бизнеса) для преобразования и коммерциализации научных достижений в готовых к сети технологиях и приложениях.

«Мой путь НИОКР позволил мне работать с широкой и все еще развивающейся физикой и инженерией», — говорит Тремблей. «Помогает, конечно, то, что я по своей природе любопытен — человек, который любит продвигаться в новых направлениях, чтобы исследовать новые направления исследований. Все виды возможностей появляются, когда вы непредубеждены и готовы общаться и сотрудничать с партнерами, работающими над интересными собственными проблемами».

Эта направленность на исследования и разработки и разнообразие подходов отражены в исследовательской группе Тремблей ÉTS, которая, по ее словам, представляет собой «многодисциплинарный плавильный котел», состоящий из двух постдоков, трех аспирантов и еще 10 членов команды (в основном студенты MSc/Meng и научные ассистенты). Примечательно, что, учитывая долгосрочный гендерный дисбаланс в инженерных дисциплинах в области телекоммуникаций, в группу Тремблея за последние пять лет входило больше женщин, чем мужчин, и она признается, что «очень горда тем, что такое талантливое сочетание ученых-прикладников и инженеров работает в моей области». команда".

Обучение следующего поколения

Помимо своих широких исследовательских интересов, Тремблей также увлечена профессиональным развитием и образованием. В частности, она много сделала для обучения следующего поколения инженеров связи для поддержки установки, тестирования и обслуживания высокоскоростных оптических сетей — в основном благодаря давнему сотрудничеству с флагманом Оптического общества. Оптическая связь (OFC) ежегодная конференция.

Работая вместе с коллегами по отрасли, Тремблей был научным со-инструктором двух хорошо зарекомендовавших себя курсов повышения квалификации в OFC: один по характеристике и тестированию оптического волокна в сетях дальней связи и городских сетях; другой по измерениям, связанным с поляризацией, в оптоволоконных сетях. «Это были практические практические семинары, предназначенные для смешанной аудитории студентов-исследователей, начинающих инженеров и старших специалистов в области телекоммуникаций и фотоники со всего мира», — объясняет она.

Важно отметить, что все оптические комплекты, которыми пользовались участники, были бесплатно предоставлены напрокат различными испытательными и измерительными компаниями, и Трембле пришлось заранее «провернуть и договориться», чтобы заручиться поддержкой таких компаний, как ее бывший работодатель EXFO. Учитывая интерактивный характер обучения, Тремблей считает, что она узнала от делегатов столько же, сколько они, вероятно, переняли от инструкторов, установив также некоторые длительные контакты. «Я была очень рада и горда своим вкладом в программу профессионального развития OFC», — отмечает она. «Несмотря на нетривиальные накладные расходы в дополнение к моей исследовательской деятельности ÉTS, это было очень весело и в равной степени невероятно полезно».

В настоящее время Тремблей является профессором электротехнического факультета ÉTS, а также исследователем-основателем и руководителем исследовательского отдела института. Лаборатория сетевых технологий. Этот передовой испытательный стенд для волоконно-оптического слоя, разработанный совместно с производителем телекоммуникационного оборудования Ciena за последнее десятилетие и более включает 2500 км различных типов волокон, соединяющих множество высокоскоростных оптических систем передачи. Наряду с Ciena ее текущими партнерами по исследованиям и разработкам являются Технологический университет Чалмерса в Швеции французская инженерная школа Телеком СудПариж и канадский поставщик телекоммуникационных услуг TELUS.

Таким образом, исследовательская программа Tremblay охватывает несколько широких областей интересов. Он охватывает, например, «интеллектуальные оптические сети», в которых машинное обучение используется для прогнозирования качества передачи в оптоволоконных системах, а также для мониторинга производительности установленных сетей (включая методы прогнозирования деградации и отказов на нескольких оптоволоконных установках). развертывания для информирования инженерных обновлений). Группа Тремблея также работает над «безфильтровыми» архитектурами оптических сетей (основанными на недорогих технологиях пассивной оптической маршрутизации), а также над моделированием фотонных устройств и измерениями поляризации для сенсорных приложений в телекоммуникационных сетях.

Еще одна новая возможность — квантовые коммуникации. «Квантовая технология сейчас для нас очень перспективна, хотя мы уже ведем переговоры с соответствующими экспертами в Канаде», — говорит Тремблей. Однако, если финансирование будет получено, ее команда планирует оптимизировать производительность безопасного распределения квантовых ключей на большие расстояния в классической оптической сети с использованием инженерных квантово-запутанных фотонных технологий.

Если оставить в стороне направления исследований, ключевой посыл Тремблея для сегодняшних начинающих физиков тот же, что и 40 лет назад, в продуктовом магазине в Квебеке. «Следуй своим инстинктам и будь любопытным», — заключает она. «Не менее важно быть начеку, чтобы, когда появляются новые возможности, вы могли ими воспользоваться».

сообщение Использование физики для развития волоконно-оптических инноваций Появившийся сначала на Мир физики.

• Коинсмарт. Лучшая в Европе биржа биткойнов и криптовалют.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП.
• КриптоХок. Альткоин Радар. Бесплатная пробная версия.
• Источник: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/